STM32蓝牙控制循迹避障小车源代码——3.舵机、超声波测距模块

注意-所需模块：

US-015超声波模块

SG90舵机云台

接线：舵机超声波：
A1–P2.7
B8–Trig
B9–Echo

代码

所有的代码都是直接从工程里面复制的，实测是没有问题的。

参考文章： stm32 智能避障小车（二）之sg90

我这里再简单总结一下：

舵机：
橙色信号号线，红色5V，棕色GND;
舵机控制需要一个周期为20ms的方波，方波的高电平部分在0.5ms~2.5ms中，会转动一定的角度。
t=0.5ms——舵机转动0°
t=1.0ms——舵机转动45°
t=1.5ms——舵机转动90°
t=2.0ms——舵机转动135°
t=2.5ms——舵机转动180°
设置在转动90°时为舵机的正前方，这样就可以左右转动了。
代码思路：利用定时器输出一个占空比可调的PWM，且PWM周期为20ms
A1接舵机的橙色线

SG90.c

#include "SG90.H"void SG90_PWM_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;//开启定时器2，GPIOA,AFIORCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//初始化A1GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化定时器2TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=199;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=7199;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=0;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);//PWM周期为：（7200*200）/72000000=0.02=20ms//定时器2通道二初始化TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//当计时器值小于比较器设定值时输出有效低电平；大于等于时输出有效高电平TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;//初试极性为LowTIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);TIM_OC2PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}

正在学习STM32的同学可以跟着下面的步骤自己配置一下

SG90_PWM_Init()函数配置：

1.开启时钟，定时器2：RCC_APB1PeriphClockCmd();开启IO口时钟、AFIO:RCC_APB2PeriphClockCmd();//GPIOA
2.初始化A1:GPIO_Init();//复用推挽输出 AF_PP
3.定时器2初始化：TIM_TimeBaseInit();//周期199，预分频系数7199，计数器模式 up,时钟分割 0
4.初始化定时器2的通道2：并使能定时器：TIM_OC2Init();//模式：PWM1,极性：low，输出状态：ENABLETIM_OC2PreloadConfig();TIM_Cmd();

SG90.h:

#ifndef __SG90_H
#define __SG90_H#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"#define SG90_Right_90   TIM_SetCompare2(TIM2,195)
#define SG90_Right_45   TIM_SetCompare2(TIM2,190)//右转45#define SG90_Front           TIM_SetCompare2(TIM2,185)//方向摆正,(15/200)*20ms=1.5ms#define SG90_Left_45        TIM_SetCompare2(TIM2,180)
#define SG90_Left_90        TIM_SetCompare2(TIM2,175)//左转45void SG90_PWM_Init(void);#endif

想要测试舵机模块是否正确的可以自己在主函数里直接调用SG90_Front，SG90_Left_45，SG90_Right_45等，注意加上延迟。

接下来是超声波测距，这个程序是当时我花了最长时间才调试好的

参考资料：STM32的超声波测距程序

超声波模块工作原理：
采用IO口TRIG触发测距，需要给最少10us的高电平信呈；
模块自动发送8个40KHZ的方波，自动检测是否有信号返回；
有信号返回，通过IO口ECHO输出高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间；
测试距离=高电平持续时间*声速/2
我是用定时器计数来获取时间的。小伙伴最好已经熟练掌握STM32的定时器中断实验。代码的原理一模一样，看不懂代码的可以看看原子哥的视频讲解。我这里不再详细讲解了。

代码直接给你们

cj.c

#include "CJ.H"
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"//配置中断优先级
void NVIC_Config(void)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM4_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//响应优先级NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);}void CH_SR04_Init(u16 reload,u16 psr)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;//开启定时器4，GPIOBRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//PB8 TRIG触发信号GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);      //PB8接TRIGGPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);//PB9 ECHO回响信号GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);//定时器4初始化  设置分频系数TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=reload;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=psr;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_4;                 //通道4TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0x00;                                   //不滤波TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;            //捕获模式，这里设置为上升沿捕获TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;    //配置输入分频,不分频 TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStruct);TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC4,ENABLE);NVIC_Config();}

cj.h

#ifndef __CJ_H
#define __CJ_H#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"#include "sys.h"
#define uint unsigned int
#define TRIG_Send PBout(8)
#define ECHO_Receive PBout(9)void CH_SR04_Init(u16 reload,u16 psr);//超声波模块配置void NVIC_Config(void);//中断配置#endif

我将中断溢出放在主函数里面了。

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "moter.h"
#include "delay.h"
#include "SG90.H"
#include "cj.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
#include "stdio.h"#define CLK_TIME 1.0/8000000.0u8  TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;   //输入捕获状态
u16 TIM4CH4_CAPTURE_VAL;    //输入捕获值
u8 cap_flag=0;
float  length_res[5];  //用来存放测距结果
u32 time_cnt;
double long_chang;float sensor(void)
{PBout(8)=1; //拉高信号，作为触发信号delay_us(20); //高电平信号超过10usPBout(8)=0;while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9)==RESET);TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//回响信号到来，开启定时器计数while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9)==SET);//回响信号消失TIM_Cmd(TIM4,DISABLE);//关闭定时器if(cap_flag){time_cnt=(TIM4CH4_CAPTURE_STA&0x3f)*65536;time_cnt+=TIM4CH4_CAPTURE_VAL;//printf("%d\r\n",time_cnt);long_chang=time_cnt*CLK_TIME*340/2.0*100.0;//printf("%f cm\r\n",long_chang);cap_flag=0;TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;TIM4CH4_CAPTURE_VAL=0;delay_ms(10);}return long_chang;}int main(void)
{// NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
//  uart_init(115200);delay_init();    //延时初始化      TIM3_PWM_Init();    //电机pwm   TIM3SG90_PWM_Init();  //舵机初始化CH_SR04_Init(0xffff,8);      //超声波定时器初始化TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//开启超声波测距定时器while(1){SG90_Front;delay_ms(700);length_res[0]=sensor();delay_ms(10);//printf("fornt:%f\r\n",length_res[0]);if(length_res[0]>40.0000)       //如果前方距离大于40cm  前进{Forward();}else if(length_res[0]<40.0000)     //如果前方距离小于40厘米  停车测左右距离{STOP();  SG90_Left_45;      //舵机左转45度测距delay_ms(700);        length_res[1] =sensor();    //把测量结果放进数组delay_ms(10);//printf("left:%fcm left45 \r\n",length_res[1]);SG90_Right_45;     //舵机右转45度测距delay_ms(700); length_res[4] =sensor();     //把测量结果放进数组   delay_ms(10);//printf("right:%fcm right 45\r\n",length_res[4]);               SG90_Front;           //舵机摆正//delay_ms(700); if(length_res[1]<40.00&&length_res[4]<40.00&&length_res[1]>length_res[4]){SG90_Front; //舵机摆正delay_ms(700);length_res[0] =sensor();   //重复测前方的距离同时delay_ms(10);                       Backward();delay_ms(700);Turn_left();
//                  delay_ms(500);}if(length_res[1]<40.00&&length_res[4]<40.00&&length_res[1]<length_res[4]){SG90_Front; //舵机摆正delay_ms(700);length_res[0] =sensor(); //重复测前方的距离同时delay_ms(10);                       Backward();delay_ms(700);Turn_right();
//                  delay_ms(500);}if(length_res[1]>length_res[4])    //如果左边的距离大于右边的距离{SG90_Front; //舵机摆正delay_ms(700);length_res[0] =sensor(); //重复测前方的距离同时左转delay_ms(10);                     Turn_left();if(length_res[0]>35.0000)Forward();}if(length_res[1]<length_res[4])    //如果右边的距离大于左边的距离{SG90_Front;delay_ms(700);length_res[0] =sensor();  //重复测前方的距离同时右转delay_ms(10);                       Turn_right();if(length_res[0]>35.0000)Forward();}}}}void TIM4_IRQHandler(void)//中断溢出
{if((TIM4CH4_CAPTURE_STA&0x80)==0){if(TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET){            //判断定时器是否溢出if(TIM4CH4_CAPTURE_STA&0x40)//判断之前是否已经接收到上升沿{                            if((TIM4CH4_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)          //如果计数已经满了 直接停止{//cap_flag=1;TIM4CH4_CAPTURE_STA|=0x80;TIM4CH4_CAPTURE_VAL=0XFFFF;}else TIM4CH4_CAPTURE_STA++;         //如果计数没满，继续计数}}}if(TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_CC4) != RESET){             //表示捕获到来上升沿if(TIM4CH4_CAPTURE_STA&0x40)//表明之前已经接收到了一个边沿（这一次捕获边沿表示捕获结束）{   cap_flag=1;TIM4CH4_CAPTURE_STA|=0x80;TIM4CH4_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture4(TIM4);          //读取捕获的值TIM_OC4PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Rising);      //重新设置为上升沿捕获}else{      //表示首次进入捕获边沿cap_flag=0;TIM4CH4_CAPTURE_STA=0;TIM4CH4_CAPTURE_VAL=0;TIM4CH4_CAPTURE_STA|=0X40;                   //标记为捕获了一次上升沿TIM_SetCounter(TIM4,0);TIM_OC4PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Falling); }}TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_CC4|TIM_IT_Update); //清除中断标志位}

将以上程序写入工程里，下载到板子上，实验现象为：

舵机摆正，不断测量前方的距离；

当前方距离大于40cm时，小车前进；

当前方距离小于40cm时，停车；舵机左右摆，测两边的距离，同时判断情况。

---------当左右两边都小于40cm，但左边距离大于右边时，后退，然后左转。

--------- 当左右两边都小于40cm，但右边距离大于左边时，后退，然后右转。

---------当左边距离大于右边时，左转。

---------当左边距离小于右边时，右转。

任意时刻，当前方距离大于40cm时，小车前进。

想要观察测量距离的同学，可以把我主函数里的串口通信的代码取消注释，在串口调试助手里面可以随时看到测试的数据。（这些都是我自己调试过程中保留的代码，我没有删掉。你们也可以根据实际小车的运动来改一下参数）

代码配置不成功的伙伴，可以直接下载这个工程，全部实测过没有问题：

STM32小车-超声波避障-超声波测距.zip-嵌入式文档类资源-CSDN文库

下一节写蓝牙控制程序

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注意-所需模块：

代码

SG90.c

正在学习STM32的同学可以跟着下面的步骤自己配置一下

SG90_PWM_Init()函数配置：

SG90.h:

想要测试舵机模块是否正确的可以自己在主函数里直接调用SG90_Front，SG90_Left_45，SG90_Right_45等，注意加上延迟。

接下来是超声波测距，这个程序是当时我花了最长时间才调试好的

代码直接给你们

cj.c

cj.h

main.c

想要观察测量距离的同学，可以把我主函数里的串口通信的代码取消注释，在串口调试助手里面可以随时看到测试的数据。（这些都是我自己调试过程中保留的代码，我没有删掉。你们也可以根据实际小车的运动来改一下参数）

代码配置不成功的伙伴，可以直接下载这个工程，全部实测过没有问题：

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